高速中西文PostScript激光打印照排控制器的制作方法

專利名稱：高速中西文PostScript激光打印照排控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及激光打印照排控制器，屬印刷排版領域。
激光打印和照排技術是目前廣泛應用于印刷排版和辦公打印的一種光柵輸出的技術，進一步可取代點陣式打印機作為計算機的主流輸出裝置，有關激光打印機的技術可大致分為兩個方面1.打印引擎的生產技術；2.打印控制器；引擎的生產技術國外已較為成熟，由專業廠商以OEM方式向其他廠商提供，而打印控制器的技術較為復雜，是國內外研究較多的一個方向，打印控制器大多可分成兩種結構A.主機＋協處理器結構，這種結構大多用于專用激光照排系統，使用主機的內存和處理器的處理能力，配合一個專用的協處理器來完成圖形的運算和位圖操作，并由主機的接口電路產生打印機或照排機的控制信號這種方式占用主機資源太多，不太適用于普通辦公打印系統，B.獨立打印控制計算機系統，這種結構為大多數國外激光打機所采用，打印機控制器通常是一個計算機系統，內含通訊接口和引擎控制接口，該計算機系統中運行一定的軟件，用以產生光柵掃描所需的大量的點陣數據，并負責打印引擎的控制信號產生和掃描數據的傳輸。存儲系統的傳輸率是系統效率的關鍵，現有激光打印機的控制系統通常采用較為廉價的處理器，而存儲系統也采用傳統的方式設計，因而速度較慢。
目前的用于辦公系統的激光打印機和用于電子出版系統的激光照排機發展趨勢為a/采用國際標準的頁面描述語言PostScript；b/分辨率不斷提高；c/幅面加大；
隨著激光打印機和激光照排機技術的發展，幅面不斷擴大，分辨率提高，彩色處理能力的增強，打印輸出的頁面復雜度不斷提高，以及我國特有的中文處理的要求，采用上述兩類現有技術的激光打印機和激光照排機遇到了多方面向題1.處理速度慢，原有的結構已不能適應打印引擎速度和質量的要求。當引擎分辨率每提高為原來的兩倍，對控制器處理能力的要求就相應地提高為原有的四倍，打印引擎速度的提高為原有的兩倍也要求控制器的處理速度提高為原有的兩倍，即控制器所需處理速度和分辨率呈平方增長的關系，和引擎速度呈線性增長的關系；目前新式的引擎的分辨率可達每英寸1200點(1200DPI)，速度可達每分鐘50頁(50PPM)；而原有引擎分辨率為每英寸300點(300DPI)，速度為每分鐘4～8頁(4～8PPM)；分辨率提高了4倍，速度提高了10倍，因而對控制器的處理能力要求提高了160倍；目前的A，B兩類技術都不能滿足這樣的要求；PostScript語言的出現，使得頁面的復雜程度大大提高，為了實現與設備無關性，頁面的解釋所需經過的計算和處理也提高了很多，使得必須有專門的打印控制器支持才能使得PostScript語言實用化。對控制器的計算能力也有更高的要求。
2.要求存儲量大，當分辨率提高為原有的兩倍時，產生點陣的存儲量提高為原有的四倍，即內存容量和分辨率為平方增長的關系；當控制高精度激光照排機時，所需內存可達上百兆字節，使得控制器成本昂貴實現困難；3.國內現有技術通用性差，不能和國際標準相容。國內現有系統，大多屬專用系統，從操作平臺，到排版軟件，到打印控制都屬專用，系統也是封閉式系統，因而不同廠商的軟、硬件不能相連，因而應用受到局限。PostScript語言是國際通行的排版印刷設備的標準接口，它使得不同的操作平臺，應用軟件，和輸出設備之間可以互相聯接，并做到了設備無關性。由于PostScript軟件復雜，硬件上要求很強的處理能力，因而它是一項軟、硬件結合的綜合技術，一個PostScript解釋器要求有相應的硬件和它配合。此外，標準的PostScript還未有漢字處理能力，未有中文PostScript解釋器的可實用化的軟、硬件系統出現。
4.現有激光打印機和激光照排機在輸出彩色或灰度圖像時，采用黑白二值離散光柵來模擬，因而輸出質量較差。在打印線條和文字時，也會有細微的臺階效應，提高分辨率可改善打印的質量。然而，采用傳統技術，打印引擎的質量并未充分發揮。小字和圖像的打印質量尤為不佳。
5.由于打印頁面復雜，打印機和主機之間的數據傳輸是一個瓶頸，這個問題在高質量的彩色排版系統中尤為突出。隨著計算機網絡的不斷普及，網絡上共享打印機的要求越來越多，在共享的情況下，任務的競爭切換也是有待解決的問題。作為網絡打印服務器，打印機的負載將更重，因而傳輸瓶頸也更加嚴重。
而且，如前所述，國內外現有的打印控制器有速度跟不上引擎、所需存儲量大、成本高、打印質量不能充分發揮引擎能力、不能支持漢字PostScript、通用性差、傳輸瓶頸、不能被網絡共享等幾個方面的不足。
本實用新型的目的是提供一種能支持漢字PostScript，通用性好，速度高，成本低的激光打印照排控制器。
本實用新型由中央處理器、總線控制器、存儲子系統、外圍設備子系統幾個部分組成，見圖1。
中央處理器采用高速超標量精簡指令系統(RISC)處理機Intel80960CA組成。
總線控制器包括直接存儲器訪問(DMA)控制電路、中斷產生和應答電路，處理機間通訊邏輯幾個部分組成。
存儲子系統包括動態存儲器(DRAM)子系統、只讀存儲器子系統。其中，動態存儲器子系統由動態存儲器控制邏輯、動態存儲體0、動態存儲體1、多路選擇器組成；只讀存儲器子系統包括起動引導只讀存儲器、程序只讀存儲器、字模只讀存儲器三個部分組成，見圖2。
外圍設備子系統由單片外圍處理機、輸入設備子系統、輸出設備子系統、外部存儲器子系統組成。輸入設備子系統包括并行接口、串行接口、網絡接口；輸出子系統包括輸出緩沖器、存儲增強控制器、分辨率增強控制器、各種激光打印照排引擎接口；外部存儲器子系統由硬盤控制器和硬盤兩部分組成。
為了解決PostScript語言能與各種排版印刷設備相銜接，做到設備無關性和適用于處理漢字，我們設計了PostScript語言解釋軟件及曲線漢字字形處理技術。
通過上述的硬件處理及相應的PostScript語言解釋軟件的配合，即可實現軟件通用性好，引擎通用性好，速度高、分辨率高、傳輸速度高、共享方便、成本低的打印控制器。
說明附圖如下圖1為本實用新型高速PostScript激光打印照排控制器硬件結構框圖。
圖2為存儲系統結構框圖。
圖3為輸出接口控制及DMA產生電路。
圖4為外設控制單片機及處理機間通信電路。
圖5為分辨率增強技術中的壓縮數據表示結構圖。
圖6為存儲增強電路結構圖。
圖7為引擎接口和擴展總線接口。
圖8為分辨率增強控制器結構框圖。
圖9為Centronics并行接口電路及輸入緩沖器。
圖10為中文PostScript解釋器軟件框圖。
圖11為圖10中主控模塊框圖。
圖12為圖10中文件系統框圖。
圖13為圖10中智能輸入接口框圖。
圖14為圖10中虛存管理框圖。
圖15為圖10中字典管理模塊框圖。
圖16為圖10中堆棧管理模塊框圖。
圖17為圖10中文法分析器框圖。
圖18為圖10中過濾器框圖。
圖19為圖10中語義動作系統框圖。
圖20為圖10中圖形系統框圖。
圖21為圖10中字形系統框圖。
圖22為圖10中圖象系統框圖。
圖23為圖10中彩色空間轉換系統框圖。
圖24為圖10中底層圖形驅動系統框圖。
結合

實施例如下本實用新型高速中西文PostScript激光打印照排控制器由中央處理器、總線控制器、存儲子系統、外圍設備子系統四部分組成，見圖1。
中央處理器采用高速超標量精簡指令系統(RISC)、處理機Intel80960CA組成。
總線控制器包括直接存儲器訪問(DMA)控制電路、中斷產生和應答電路、處理機間通訊邏輯三部分組成。
DMA控制電路(直接存儲訪問控制)我們利用了CPU的片內DMAC(直接存儲訪問控制電路)、而在外圍采用一部分接口電路來使外圍設備和CPU之間達到同步，中斷控制電路也利用了CPU內部的中斷控制器，在外圍只用了很少一部分元件在系統中提供了中斷的功能，主要用于硬盤和視頻接口的同步，圖3。處理機間通訊電路是提供主CPU和單片機間數據交換手段，采用一個雙向緩沖器實現，圖4。
存儲子系統包括動態存儲器(DRAM)子系統、只讀存儲子系統。其中動態存儲器子系統由動態存儲器控制邏輯、動態存儲體0、動態存儲體1、多路選擇器組成，見圖2。
我們設計了一個分體交叉的存儲系統。把DRAM分為32位寬的兩個體，動態存儲體0和動態存儲體1，這兩個存儲體可同時獨立訪問，如圖2所示。我們把DRAM分作奇偶兩個體，每個體為32位寬。這樣相當于存儲總線寬度為64位。通過拓寬存儲總線位寬來提高存儲系統的傳輸率。兩個存儲體通過字地址的奇偶來區分，若兩次連續存儲訪問的地址在不同的存儲體內，則兩次訪問可同時進行，而不需等待第一次訪問結束再起動第二次訪問。連續的存儲訪問時間上的重疊大大地減少了CPU的等待時間。
在突發方式(BURST MODE)下，由于CPU要求的訪問是地址連續的幾次存儲訪問。因此正好符合上述分體交叉同時進行的條件。因而能充分發揮系統的最高效率。在33Mhz時鐘作用下，時鐘周期為30ns，存儲體的訪問時間為60ns，由于分體交叉，存儲系統能夠每30ns完成一次訪問，即在讀訪問下，每30ns可提供一個32位數據；在寫訪問下，每30ns可寫入一個32位數據。因而，CPU總線為零等待。
Intel960CA和Intel960CF都具有突發訪問方式，由于960CA有指令CACIIE，在指令CACHE不命中時，CPU要讀入一個CACHE行的四條指令，因而960CA的取指令存儲訪問都采用突發方式在局部寄存器窗口溢出，CPU進行STACK對換時，在CPU執行長數據LOAD/STORE操作及位域操作時也采用突發訪問I960CA都采用突發方式I960CF增加了DATA CACHE，因此一般的存儲訪問在CACHE內部進行，只有當CACHE不命中時才會訪問外部存儲器，此時，CACHE讀入/寫回一個CACHE行的四個字也采用突發方式，因而960CF幾乎所有外部存儲器訪問都采用突發方式。我們設計的存儲系統在突發方式下可達到零等待的性能，可大大提高程序執行的速度。尤其是對960CF，在我們的系統中，所有DRAM訪問都可達峰值速度。對于我們面向的應用激光打印機PostScrpt語言的解釋，大量的CPU時間(＞50％)，在處理光柵圖形的掃描變換和點陣填充，這些操作為連續的存儲單元訪問，因此提高存儲系統的速度使得系統性能大為改觀。這一點比一般的應用更為顯著。
只讀存儲器子系統分成起動引導只讀存儲器體、程序只讀存儲器體、字模只讀存儲器體三個部分組成。三個部分的存儲器根據需要分別按8位/16位/32位來組織，地址編排在不同的空間內。起動引導只讀存儲器是CPU復位時需要、提供必要的總線配置，程序存儲器存放了軟件代碼，為減少存儲器片數，我們組織成16位寬，在系統復位后自動拷貝到動態存儲器空間內，以保證程序的高速運行，字模只讀存儲器由于容量較大，我們把它組織成32位寬，這樣CPU能以較快的速度來訪問字模數據。
在外圍設備子系統中存儲增強控制器及分辨率增強控制器是這樣完成的存儲增強控制器隨著分辨率和幅面的提高，內存的需求量急劇增大，不難推算出，幅面每增大一倍，存儲量就要增大一倍；而分辨率每增大一倍，存儲量要增大三倍。A3幅面600DPI的輸出設備需要6M字節的內存來放置整頁的點陣映象，對于高精度的激光照排機可能需要上百兆字節的存儲量，這樣大的存儲量作為內存顯然是十分昂貴的，因此必須借助硬盤等外存來實現虛存，但是硬盤的速度要比內存低兩到三個數量級，頻繁地頁面操作使得產生頁面映象的速度大大下降。即使不要虛存，產生上百兆的點陣數據，速度隨分辨率變大按平方關系下降，前面推算，在使用新型引擎時打印控制器的速度要下降多達160倍。這使得應用變得沒有效率可言。若使用虛存，速度將會更慢一兩個數量級。
國外Phoenix公司發明了一種＂Print Banding＂技術，它將頁面沿垂直方向劃分成幾條，內存中只容納一條的信息，這樣的每個條相當于把紙張的一部分，每次計算只產生一個條。這樣，為了產生一個完整的頁面，要多次重復的計算，直到頁面中的最后一個條被產生。比如若把頁面分作16個條，則所需內存容量為原有的1/16，但產生一個頁面需對該頁面重復地計算16次。因而速度也大約下降了16倍。這種＂PrintBanding＂技術節約內存是以速度為代價的。此外，這種方法對如HP-PCL語言等前后無相關性的簡單頁面描述語言是有效的，因為一個頁面的描述可以存儲起來重復地計算第二遍，但是對于PostScript語言這種前后相關的語言，它的程序在內存中并無映象保留，是基于“用掉就扔”(Execute then Discard)的機制，因而，它的頁面描述不能被存儲起來重復執行，這樣，＂Print Banding＂技術不能用于PostScript語言的控制器構筑。
我們研究了圖形算法和底層圖像表示技術后，發明了存儲增強技術。我們發現，圖形在像素級可看作由一條條水平方向的掃描線組成，掃描線有一定的顏色或者圖樣(Pattern)。我們根據這個特點，對頁面的點陣表示進行了壓縮。我們使用了行程編碼，把整個頁面看作一個行表，每一行用一個鏈表來表示，鏈表的每一項由四個域組成(起始位置Start，模式Pattern，長度Length，下一個Next)；見圖5。
使用這種壓縮編碼，有如下性質1.一串連續的具有同樣模式(Pattern/Color)的像素點可以在鏈表中的一個節點來表示，減少了存儲量。
2.當分辨率提高一倍時，每一行的鏈表節點數沒有變化，只是行數多了一倍，因而證明了存儲量的增加雖分辨率提高按線性增加。
3.使用鏈表表示，圖形系統在計算點陣時，節約了在內存中填充點陣的時間，速度加快了。當分辨率提高一倍時，因行數多了一倍，因而，計算量只提高了一倍。
我們設計了一個硬件存儲增強控制器來完成壓縮圖像的還原輸出，使得還原壓縮數據不占用主CPU的時間，存儲增強控制器的結構如圖6；我們使用一個FIFO存儲器用以緩沖由CPU通過DMA方式傳送過來的壓縮數據。有一個水平方向的位置計數器，代表當前時刻的掃描位置的X坐標。控制邏輯從FIFO中取出一組數據，起始點的X坐標通過比較器和水平計數器的值作比較，若不相同，則表示當前點不在掃描線上，這樣，通過查找表輸出空白信號。若比較相同，表示當前位置進入一段掃描線，由控制邏輯把掃描線的長度裝入掃描計數器，并啟動該計數器計數，當計數器未到達零以前，表示當前位置在掃描線內，這樣，X坐標、掃描計數器的數值、以及由FIFO中取出的掃描圖案編號一同作為圖案查照表的輸入，可查出當前點應該的亮暗取值。得到的是圖像的原始信號，該信號可作為上述分辨率增強電路的輸入，也可直接輸出到引擎視頻接口。
見附圖3和圖7。
存儲增強技術解決了打印控制器內存要求過多的問題，在A3 600DPI條件下減少存儲器到原有的1/4；在A3 2400DPI時，內存容量為原有的1/16，這使得照排控制器成本也下降到原有的1/16，而同時，計算速度提高了16倍。這項技術同時解決了存儲容量、成本和計算速度的問題，是照排控制器設計的一項突破性技術。
分辨率增強控制器任何光柵輸出設備都是有一定分辨率的，通常的激光打印機引擎有300DPI、600DPI和1200DPI幾種，照排機有1000DPI、1200DPI、1500DPI、3000DPI等多種不同規格。實際上輸出設備的分辨率還有縱向分辨率和橫向分辨率之分，縱向分辨率一般受控制硒鼓或感光鼓的機械系統精度所限，不能變化；而橫向分辨率實際上取決于掃描系統的信號頻帶寬度。掃描系統是時間連續系統，頻帶寬限制了信號變化的快慢，即變化太劇烈，超出系統頻帶寬度的信號不能被響應。在傳統的激光打印機和激光照排機中，由于使用計算機控制，計算機內部的圖像表示是一個離散點陣成像系統。為了便于實現，在橫向上也作了離散化，即使得掃描系統的信號在時間上離散，根據采樣定理，離散化采樣頻率應該至少為系統頻帶寬的一倍才能夠完整地恢復此信號，但是，采樣頻率的提高會使得表示同一圖像的存儲容量也有相應的增加，為了降低成本，傳統的激光打印機和激光照排機都使用系統頻帶寬為采樣頻率，因而損失了大約一半的橫向分辨率。
為了解決這個問題，我們在不增加存儲量的前提下，在輸出的后端增加了一套插值電路，原理為利用圖像信號的時間相關性，對原有信號提高采樣時鐘三倍，然后在利用圖像連續幾行間的相關性，對原有圖像進行濾波，這樣，使得真實圖像信號得到恢復，以突破傳統技術因采樣頻率過低而對圖像質量造成的損失。采樣頻率提高三倍倍，可使得橫向分辨率至少提高了一倍。
為了實現上述算法，采用了圖8中的電路，我們用三個FIF0存儲器作為行緩沖，每個用以得到延遲一行的信號。通過三級延遲，我們可以得到垂直連續三行的同一列的信號，然后通過一個小的三級鎖存器，使得信號延遲一、二、三個點，每一級延遲后的信號都取出，這樣我們有得到每一行的水平方向連續的三個點；總的來看，我們得到了當前點以及它周圍八個方向的相鄰的點的一個3*3的矩陣；通過倍頻器，可取到四倍于標準打點時鐘的一個快時鐘。使用一個兩位計數器對快時鐘計數，用以時間上分得四個相位，在空間上，相當于把3*3的矩陣細化為12*3的矩陣，我們手動地通過插值和濾波設計從3*3源矩陣到12*3目標矩陣的映射關系，可以使得目標矩陣既保持了原有圖案，又實現了分辨率增強的目的，矩陣的設計考慮了圖像的頻帶不能超過引擎允許的帶寬。實現上，預先設計好的映射表存放在高速的靜態存儲器(SRAM)里，在系統初始化時裝入SRAM。在輸出信號時，SRAM工作在快時鐘下，高速地產生優化后的信號送往引擎視頻接口。
詳細電路參見附圖3和附圖7。
外圍設備子系統中輸出子系統的視頻接口受到80960CA和8751的協同控制，其中包括存儲增強控制器、分辨率增強控制器、通用引擎控制器三個部分。存儲增強控制器輔助主CPU完成點陣圖像的壓縮/解壓縮的功能；分辨率增強控制器完全由硬件在后端實現我們的分辨率增強算法。通用引擎接口產生各種不同型號的黑白/彩色激光打印機、激光照排機的接口控制信號，并使得打印控制系統和引擎達到同步。
見附圖7。
在外圍設備子系統中的輸入設備子系統由單片機Intel8751控制著Centronics并行接口、EIA RS-232C/RS422串行口、Apple Talk串行口、EtherNet以太網接口構成了輸入外圍設備。使用單片機控制，使得系統設計簡化，并且防止主處理器被外設頻繁中斷，這種雙處理器并行的結構使系統整體性能大有提高。單片機可智能地識別信號的來源，在不同的接口和任務之間切換，完全不需人工干預，這一點作為網絡打印服務器是十分有用的，我們稱這個技術為智能接口管理技術。見附圖4和圖9。
為了解決PostScript語言與各種排版印刷設備相銜接，設計了中文PostScript解釋器。
中文PostScript解釋器的功能由軟、硬件配合完成，解釋器的結構總圖見附圖10。PostScript解釋器由主控模塊、文件系統、智能輸入外設管理模塊、虛存管理模塊、字典管理模塊、堆棧管理模塊、文法分析模塊、過濾器模塊、語義執行模塊、圖形系統模塊、字形管理模塊、圖像系統、色彩空間轉換模塊、底層驅動模塊、頁面緩沖管理模塊、智能輸出接口管理模塊等十六部分組成。
下面是各個功能模塊的簡要介紹。
1.PostScript主控模塊系統的核心機構，整體控制各個模塊的動作，數據的流向，模塊間的配合，系統初始化，各進程的管理。
見附圖11。
2.文件系統提供一個基于ROM和硬盤的文件系統操作子集，這把文件查找，創建目錄管理，讀/寫文件Buffer，SMART DISK CACHE操作等原語、字型和一些數據邏輯上以文件形式組織，物理上存儲于ROM和DISK之間。字符擴展接口和硬盤亦自動列入文件系統中，可擴充性強，而上層不需考慮物理存儲結構和介質。
見附圖12。
3.智能輸入外設由8751單片機和i960CA共同完成，單片機負責從串、并口讀入數據，放入FIFO緩沖，自動切換數據來源接口，并向i960CA發DMA和中斷請求。兩處理機間的DMA方式高效傳輸數據，并行工作，單片機產生各接口所需應答信號。
見附圖13。
4.虛存管理虛存是PostScript的堆空間，存放PostScript的表、數組、字典等等的內容。虛存管理負責存儲器的釋放、分配。若有磁盤，它負責對換管理，無用存儲空間的收集。
見附圖14。
5.字典管理字典是PostScript的基本數據結構之一。字典管理以Hash表方式高效地完成、創建、堆長、存入和釋放工作。
見附圖15。
6.堆棧管理堆棧是PostScript的執行機構的核心，有操作數棧、字典棧、圖形棧、用戶棧等等。本模塊負責這些堆棧的操作和管理、過程調用和返回等等。
見附圖16。
7.文法分析文法分析接收智能輸入接口的字符流，負責進行詞法和語法分析、合法性檢查目標生成，直接和堆棧、字典、虛擬存儲交換數據，并且直接對目標產生語義動作的激勵。它還對出錯的陷阱修復和處理。
見附圖17。
8.過濾器管理過濾器負責用各種壓縮算法進行壓縮和還原、字符集轉換等等，使壓縮的數據能夠高效地還原，包括TIFF，LZW，JPEG，FAX格式的處理。
見附圖18。
9.語義動作語義執行構造了操作符的基本集及其相應語義動作，包括數據結構操作、控制流、算術運算、圖形操作符等等。
見附圖19。
10.圖形系統圖形系統是一個二維邏輯空間圖形系統，包括所存圖形的原語、圖形狀態管理的控制和動作。
見附圖20。
11.字形管理字形管理支持標準西文ANSI/ASCII字符集，ADOBE TypeI，III和中文字形的管理、還原、Hint處理。
見附圖21。
12.圖像系統包括圖像的抖動、掛網等等算法。
見附圖22。
13.色彩空間轉換上層的色彩RGB、灰度、CIE、CYMK多彩色空間的相互轉換及物理輸出能力的最佳效果的匹配。
見附圖23。
14.底層圖形驅動上層圖形操作根據物理能力轉換為底層圖形驅動模塊調用，這樣可使圖形系統和物理驅動分離，使軟件移植性大大增強。底層驅動完成基本的圖像操作等等。目前，已有LBP-BX 600DPI/300DPI A3/A4幅面的驅動程序。在PC上，我們實現了HP Laserjet 3/4，Epson 1600K，HPDJ500Q驅動程序，GIF格式驅動程序等。
見附圖24。
我們目前采用Canon LBP-BX引擎，Intel 80960CA/CF，實現了一個A3幅面，600DPI的激光打印機，軟件上支持HP-GL和具有漢字能力的PostScript LevelII語言，并研究了漢字三次曲線字型的自動跟蹤技術。
我們的中央處理機采用Intel80960CA超標量精簡指令系統嵌入式控制器，主頻為33Mhz，外圍設備處理機采用Intel8751單片微處理機。
總線控制器使用3片可編程邏輯器件實現了中斷和DMA控制。存儲系統采用6片可編程邏輯器件實現。使得系統由4路中斷能力，4個DMA通道，動態存儲系統最大吞吐率為每秒132M字節，只讀存儲器子系統可連接8位、16位和32位寬的只讀存儲器芯片。總線支持突發流水方式傳送。
外圍輸入子系統采用單片機控制，實現了Centronics標準并行接口，RS232、RS422和Apple Talk串行接口和以太網接口。最大傳輸率為每秒10M位。
外部存儲器使用IDE標準硬盤接口，采用1片可編程邏輯器件實現，可連接所用IDE標準的硬盤。使得外部存儲器容量可擴充為500M字節。
分辨率增強控制器和存儲增強控制器采用3片可編程邏輯器件、一個FIFO緩沖器和一個高速靜態存儲器實現，能動態還原壓縮的數據，并使得分辨率大約提高一倍。
智能輸出接口采用可編程邏輯器件和長線驅動器實現，可和Canon、Xerox等各種激光打印引擎以及國產滾筒式照排機，進口ECRM、LinoType、Agfa等多種高精度照排機接口，內具后端掛網和分色能力，適用于彩色印刷系統。硬件技術指標為幅面A3；分辨率600DPI；內存 8M/16M；處理器80960CA-33，80960CF-33/25；處理器速度峰值100MIPS，平均66MIPS；總線傳輸率132M bytes；存儲系統 分體交叉，DRAM系統每秒可傳輸132M bytes，零等待；DMA 傳輸率為59M bytes；外用接口 IDE硬盤接口，字符盒擴展接口，單片機控制，RS232/RS422串行接口，Centronics并行接口，視頻激光引擎接口；尺寸 11英寸×8.5英寸；控制板功耗20W。軟件技術指標為HP-GL圖形語言；漢字PostScript Level II語言智能FONT文件系統(磁盤/ROM管理的基本操作系統)；串 并視頻智能接口軟件；軟件語言80960CA和ANCI C共約10萬行；漢字字型管理；支持WINDOWS下所有應用程序的打印輸出。
通過上述多項發明我們設計了一種新型的打印控制器。
A/通過由高速RISC處理器INTEL80960CA和單片機INTEL8751及零等待高速存儲系統構成的多處理機系統，解決了打印控制器對計算能力的要求，運算速度高達每秒一億次，計算能力比普通控制器高十倍以上；B/通過軟、硬件結合的系統工程的方法實現高速PostScript解釋器，解決通用性的問題，在標準PostScript基礎之上擴充了漢字處理能力，并解決PostScript對計算能力的要求；C/通過分辨率增強技術，解決激光打印機和激光照排機的分辨率不足的問題，在在不增加存儲容量的情況下，提高分辨率一倍以上，使得圖像、文字及圖形打印效果有很大提高；D/通過存儲增強技術，解決高分辨率激光打印機和激光照排機對存儲量的要求，使得分辨率和容量及計算能力的要求由平方增長改善為線性增長關系。在600DPI時，存儲容量減少為原有1/4，速度提高4倍；在2400DPI時，容量減少為原有的1/16，速度提高16倍；同時還大大降低了高分辨率打印控制器的成本；
E/通過智能輸入接口管理技術，解決了多個輸入接口之間的切換問題，和共享打印的任務管理的問題。我們設計的以太網接口，使得打印控制器可通過以太網直接和多臺計算機相連，可直接作為打印服務器共享使用；以太網接口大大提高了計算機和打印機之間數據傳輸的速率解決了傳輸瓶頸的問題；F/通過通用輸出接口技術，解決了和各種不同型號的激光打印機引擎、激光照排機引擎、彩色噴墨、染料升華、熱蠟技術打印引擎的通用接口。這樣使用同一套打印控制器，即可連接控制不同的引擎，使得應用的范圍更為廣泛。
權利要求1.一種高速中西文PostScript激光打印照排控制器，其特征是由中央處理器、總線控制器、存儲子系統、外圍設備子系統幾個部分組成，中央處理器采用高速超標量精簡指令系統(RISC)處理機Intel 80960CA組成，總線控制器包括直接存儲器訪問(DMA)控制電路、中斷產生和應答電路，處理機間通訊邏輯幾個部分組成，存儲子系統包括動態存儲器(DRAM)子系統、只讀存儲器子系統；其中，動態存儲器子系統由動態存儲器控制邏輯、動態存儲體0、動態存儲體1、多路選擇器組成；只讀存儲器子系統包括起動引導只讀存儲器、程序只讀存儲器、字模只讀存儲器三個部分組成，圍設備子系統由單片外圍處理機、輸入設備子系統、輸出設備子系統、外部存儲器子系統組成。輸入設備子系統包括并行接口、串行接口、網絡接口；輸出子系統包括輸出緩沖器、存儲增強控制器、分辨率增強控制器、各種激光打印照排引擎接口；外部存儲器子系統由硬盤控制器和硬盤兩部分組成。
專利摘要一種高速中西文PostScript激光打印照排控制器，屬印刷排版領域。本控制器由中央處理器，總線控制器，存儲子系統，分圍設備子系統幾個部分組成，并由軟件配合運行。本控制器可實現軟件通用性的，引擎通用性好、速度高、分辨率高、傳輸速度高、共享方便、成本低。
文檔編號G06F3/12GK2217818SQ9422303
公開日1996年1月17日 申請日期1994年10月14日 優先權日1994年10月14日
發明者廖恒, 吳昭 申請人:清華大學